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Versuche

Schulversuch zur Polarität von Stoffen

Zielsetzung

  • Mit diesem Versuch kannst du mit einfachen Mitteln die Polarität von Stoffen untersuchen.

Hinweise zur Gefährdung

Dieses Experiment darf nur von Lehrpersonen durchgeführt werden!

Material

  • Kunststoffstab
  • Stück Fell
  • zwei Stative
  • zwei Büretten
  • zwei Glaswannen

Chemikalien

  • dest. Wasser
  • Hexan
Direkt zur Versuchsbeschreibung

Edukte

Stoffname Summenformel Gefahrenhinweise
Wasser \(\ce {H2O} \)
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Link zur GESTIS-Stoffdatenbank
Hexan \(\ce {C6H14} \)
GHS02 - Entzündlich GHS07 - Giftig Kat. 4 (Gesundheitsschädlich), Ätz- oder Reizwirkung Kat. 2, niedrigere systemische Gesundheitsgefährdung GHS08 - Systemische Gesundheitsgefährdungen GHS09 - Umweltgefährlich
H225: Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar. H304: Kann bei Verschlucken und Eindringen in die Atemwege tödlich sein. H315: Verursacht Hautreizungen. H336: Kann Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen. H361f: Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. H373: Kann die Organe schädigen bei längerer oder wiederholter Exposition. H373-------- Betroffene Organe: Nervensystem H411: Giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung.
P201: Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen. P210: Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P302+P352: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser und Seife waschen. P308+P313: BEI Exposition oder falls betroffen: Ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen.
Link zur GESTIS-Stoffdatenbank
Wasser
\(\ce {H2O} \)
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Hexan
\(\ce {C6H14} \)
GHS02 - Entzündlich GHS07 - Giftig Kat. 4 (Gesundheitsschädlich), Ätz- oder Reizwirkung Kat. 2, niedrigere systemische Gesundheitsgefährdung GHS08 - Systemische Gesundheitsgefährdungen GHS09 - Umweltgefährlich
H225: Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar. H304: Kann bei Verschlucken und Eindringen in die Atemwege tödlich sein. H315: Verursacht Hautreizungen. H336: Kann Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen. H361f: Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. H373: Kann die Organe schädigen bei längerer oder wiederholter Exposition. H373-------- Betroffene Organe: Nervensystem H411: Giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung.
P201: Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen. P210: Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P302+P352: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser und Seife waschen. P308+P313: BEI Exposition oder falls betroffen: Ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen.

Versuchsaufbau/Durchführung 

  1. Eine Bürette wird mit destilliertem Wasser, die andere Bürette wird mit Hexan gefüllt.
  2. Die Glaswannen werden unter die Büretten gestellt.
  3. Der Kunststoffstab wird mit dem Fell umschlossen und einige Male durch das Fell gezogen.  
  4. Der Hahn der Bürette wird so weit geöffnet, dass ein dünner, gleichmäßiger Flüssigkeitsstrahl austritt.
  5. Der Kunststoffstab wird sowohl neben den Wasserstrahl als auch neben den Hexanstrahl knapp unterhalb der Bürettenöffnung gehalten.

Abb. 1: Versuchsdokumentation zur Untersuchung der Polarität von Wasser und Hexan

Aufgabe
Aufgabe

Notiere deine Beobachtung.

Versuche die Beobachtung zu deuten. Woran liegt das unterschiedliche Verhalten der beiden Flüssigkeiten?

Lösung

Beobachtung

  • Der Wasserstrahl wird bei Annäherung des Kunststoffstabes deutlich sichtbar abgelenkt.
  • Der Hexanstrahl wird selbst bei sehr geringer Entfernung des Kunststoffstabes nicht abgelenkt.

 

Ergebnis

Durch das Reiben des Kunststoffstabes am Fell wird dieser elektrostatisch geladen. Bei Annäherung des Kunststoffstabs an den Wasserstrahl, beeinflusst die Ladung des Kunststoffstabes die Wassermoleküle im Wasserstrahl. Durch die permanenten Elektronenverschiebungen im Wassermolekül besitzt jedes der Moleküle einen positiv und einen negativ teilgeladenen Pol. Sobald die Wassermoleküle im elektrischen Feld des Kunststoffstabes vorbeifallen, werden diese in Rotation versetzt. Der Wasserstrahl wird dadurch zum Stab hin abgelenkt.

Beim Hexanstrahl erfolgt keine Ablenkung. Aufgrund der unpolaren Bindungen innerhalb des Hexanmoleküls ist Hexan kein permanenter Dipol. Das elektrische Feld des Kunststoffstabes beeinflusst die Bewegung der Hexanmoleküle nicht. Sie können ungehindert nach unten in das Gefäß fallen (siehe Abb. 2).

 

Abb. 2 Animation Wasserstrahl (DongJoon CC BY-SA 4.0 What if the water molecule have a straight structure?)